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间隙増大时静环受力方式

[ 时间:2018-04-17 来源:http://www.kenflor.com 作者:佛山肯富来水泵厂 点击: ]

在整个系统未工作时,动环和静环在弹簧压力下紧紧贴合在一起,密封腔中充满了干气,由于干气的压力高于介质气体,达到阻止介质气体泄漏的目的。

当整个系统开始工作,干气密封的动环随着主轴运转,密封气体沿动压槽切线方向进入动压槽内,一方面气体由外朝向动压槽内部运动,另一方面由于动环的转动气体涌向密封堰。随着动环的不断旋转密封气体源源不断的吸入动压槽,这样形成气体的积聚,动压槽内气体压力升高。当气体压力大于弹簧预紧力时,气体会翻过动压槽进入密封面,这时密封面会打开,气体会在动环和静环之间形成气膜。由于佛山肯富来水泵气体进入密封面,动压槽内气体压力降低,在弹簧预紧力作用下动环和静环之间的气膜被压缩。这样动压槽内气体就产生积聚,然后压力上升。最终,当气体压力和弹簧的力相平衡,动静环密封面会被一个稳定的气膜托举开来,从而达到非接触状态,整个密封系统就会持续稳定的工作。

图1:螺旋槽干气密封工作原理

螺旋槽干气密封工作原理

密封面上工作气膜的稳定直接影响动静环的非接触运行,进一步影响整个密封系统的稳定。以静环对象,对干气密封系统周向受力情况进行分析。

干气密封系统静环在密封端面受到气膜轴向作用力为开启力凡;另一侧收到弹簧弹力及气体静压力,两者叠加组成闭合力。

(1)图2所示为平衡状态下,端面间隙正常时作用力示意图。这时开启力凡与闭合力相等,干气密封系统稳定工作。此时密封面上的气膜厚度称为工作膜厚。

(2)图3所示为端面间隙减小时作用力示意图。这时端面气膜厚度减薄,造成气膜压力迅速上升,开启力凡大于闭合力,在合力的作用下使靠近的端面脱开。

(3)端面间隙增大时作用力示意图。这时端面气膜厚度增厚,造成气膜压力迅速下降,开启力凡小于闭合力凡,在合力的作用下使分离的端面靠近。

图2:正常时运转时静环受力图示

正常时运转时静环受力图示

图3:间隙减小时静环受力图示

间隙减小时静环受力图示

分析了干气密封静环轴向受力可以得知,在螺旋槽干气密封系统设计范围之内的轴向波动,系统具有自动的回调能力,可使系统恢复平衡,使干气密封系统平稳运行更有保障。

干气密封系统的端面工作的特性决定了端面材料需要有较强的导热性和较低热膨胀系数,从而达到端面有较强的热流动性,降低与工作气体摩擦生热对于动环和静环热变形。端面在工作气体压力下运转,需要端面材料有较高的弹性模量和强度系数,佛山肯富来水泵厂以保障端面产生较小的压力变形。最后在启动和停止时,端面动环和静环之间必然要产生接触,这就要求了端面材料具有良好的耐磨性能。

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